电子工业用气体氨编制说明.docx

1、电子工业用气体氨编制说明电子特气 氨国家标准征求意见稿编制说明标准起草工作组2020年4月一、工作简况（一）任务来源 氨在常温常压下是一种易燃、有腐蚀性、有毒的气体。氨是一种重要的电子气体，也 是一种重要的工业基础材料，广泛应用于半导体产业的集成电路 IC、液晶显示器LCD、半导体发光器件 LED 以及太阳能电池 PV 等行业。近年来，随着全球石油等能源资源逐渐 减少，世界各国大力发展清洁能源以及节能技术，重点关注低碳经济。在此背景之下，我 国的光伏产业得到了迅猛发展。 在生产制造太阳能电池及 LED 芯片过程中， 都需要用到大 量的超纯氨作为氮源，因此，重新修订电子工业用氨的国家标准是我们必

2、须要进行的一项 具有深远意义的重要工作。随着用户对太阳能电池发光效率和 LED 亮度要求越来越高， 对作为氮源的超纯氨气的 纯度要求也越来越高， 2009版国标中的产品纯度已经不能满足市场和技术的需求。 为适应 市场需求，促进我国氨产业和电子工业更快的发展，并提高其国际竞争力，急需修订 2009 版的国家标准。根据国标委综合 201922 号文，国家标准化管理委员会于 2019年下达 了修订计划号： 20192162-T-469 。本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会提出，由于标准计划下达时只能下 到总会，因此计划上是由总会归口。但是实际本标准修订工作是由气体分会组织并归口。本标准起草

3、单位：。（二）工作过程的说明2019年国家标准化管理委员会下达了“ 2019 年第二批国家标准制修订计划”（国标 委综合 201922 号），电子工业用气体 氨正式立项，标准由全国半导体设备和材 料标准化技术委员气体分会归口。为保证项目顺利实施，全国半导体设备和材料标准化技 术委员气体分会组织苏州金宏气体股份有限公司、中昊光明化工研究设计院有限公司、大 连保税区科利德化工科技开发有限公司、福建久策气体集团有限公司、海宁市英德赛电子 有限公司、浙江建业化工股份有限公司、广东华特气体股份有限公司、上海华爱色谱分析 技术有限公司、大连大特气体有限公司、上海市计量测试技术研究院、联雄投资（上海） 有限

4、公司、上海飞择科技有限公司、西南化工研究设计院有限公司等相关单位做了大量的 前期调研及草案起草工作。标准起草小组首先开始搜集相关的资料， 国际半导体设备与材料组织 （SEMI ）制定的国际工业标准中，现行氨标准是： SEMIC3.12-1102瓶装氨标准，纯度 99.998%，由于该标准纯度偏低，起草小组未采用。起草小组对国际、国内电子氨产品生产情况进行了深 入调研和分析，将国外产品的技术标准和国内实际生产情况相结合，于 2019年 10月份提 出了标准的草案，提交 2019 年年会讨论。针对修改意见，起草小组提出了讨论稿。讨论 稿技术要求见表表4表6。2019年12月，标准起草小组在上海召开

5、标准讨论会，广泛 征求企业的意见。在此次讨论会上，专家们就讨论稿的基本结构、范围、技术指标、检验 方法等进行了认真的讨论。提出了如下的意见：(1 )“ 1 范围”：增加“本标准适用于工业氨提纯制备的高纯氨。”(2)“3技术要求”：将表1中“烃(C1C3)含量”修改为CH4含量、非甲烷烃 含量；取消 5N5、6N4、7N 的指标分类方式，请各生产企业按照集成电路、光伏、平板显 示、 LED 等分行业、分用途梳理客户要求的技术指标；删除表 3 中的气相指标。( 3)单列检验规则。(4)“4.1 抽样、判定和复验”：将金属元素含量的测定修改为每个月定期检测一次。(5) “4.4 氢、氧+氩、氮、烃(

6、 C1C3) 、一氧化碳、二氧化碳含量 的测定”： 色谱分析方法没问题，主要是烃类检测，请色谱验证平台单位开展验证工作后再修改。( 6)第 5 章分为三部分内容来编制：( 1 )标志( 2)包装、运输和贮存( 3)安全 警示。( 7)“5.1 标志、包装及贮运 ”：增加移动式压力容器安全技术监察规程(TSG R0005)、并增加ISO TANK、T瓶、Y瓶的包装规范。( 8) “ 5. 1 .3” ：不分电子级和光电子级，只需写上可以使用的阀门型号。(9)“5.1.9”： “用户返回的氨钢瓶的余压不应低于 0.2MPa”。修改为“用户返回的氨钢瓶的剩余重量不宜低于充装量的 5%”。针对以上意见

7、，起草小组制定了标准验证试验的方案，于 2020年3月5月开展了验证试验，并提出了征求意见稿，面向全社会征求意见。征求稿技术要求见表 9、表 10。二 国家标准编制原则和确定标准主要内容从目前掌握的资料来看，与电子氨相关的SEMI标准是SEMIC3.12-1102,这个标准规 定的纯度为 99.998%，无法满足半导体行业发展的要求，国外几个生产电子氨的大公司都 有他们自己的技术指标。因此本次制定未采用 SEMI 标准，起草小组参照了国外先进企业技术标准，做了大量的实验工作，制定出了技术指标和检验方法，现将有关情况说明如下2.1标准名称2018年3月，九大部委联合发布的新材料标准领航行动计划(

8、20182020)中明 确提出应建立和完善硅基半导体材料标准体系，建立超高纯特种电子气体等关键材料系列 标准，加速集成电路制造产业国产化。电子级氨作为特种电子气体的系列产品，该标准的 制定符合新材料标准领航行动计划(20182020)的要求。根据最新的电子级气体标 准体系的要求，所有电子级气体的名称都改为电子特气， 因此本次修订版将名称改为：“电子特气氨”。2.2适用范围2009版未规定电子级氨的生产制备方法。目前国内外生产电子级氨的方法都是将工业 级的氨提纯净化后得到，根据上海会议的意见，增加“本标准适用于工业氨提纯制备的高 纯氨。” 2009版的标准还规定了氨的使用领域、分子式及相对分子质

9、量。根据GB/T1.1-2020 的要求，征求意见稿删除了氨的使用领域，将分子式和相对分子质量放入了附录 。2.3技术指标的依据标准起草小组首先开始搜集相关的资料，与电子氨的相关的 SEMI标准技术指标见表1。SEMI标准规定的氨纯度为99.998%，纯度较低，无法满足半导体行业的应用，因此本 次制定未采纳SEMI标准。2009版标准将氨分成了电子级与光电子级，见表 2、表3。这种分类方式已经不能适应现在的发展需求，起草小组修改了 2009版的技术要求，提出了讨论稿技术要求见表4表6。根据上海会议的要求，起草小组按照集成电路、光伏、平 板显示、LED等分行业、分用途梳理了客户要求的技术指标，见

10、表 7、表&从表7可以看出，用户对氨的需求是交叉的，每个用途之间没有明确的分界，因此如果按用途来规定 氨的技术指标会出现交叉，因此起草小组根据用途选择了目前市场上常用的 3个技术指标，提出了征求意见稿，见表9、表10。表1 SEMIC3.12-1102技术指标项目SEMI C3.12-1102钢瓶装氨（NH3 ）NH3纯度(体积分数)/10-2 99.99802 ( Ar)(体积分数)/10-6 2N2 （体积分数）/10-6 5CO （体积分数）/10-6 1总烃（体积分数）/10-6 1H2O （体积分数）/10-6 99.999599.9999402 (Ar)(体积分数)/10-6 10

11、.1N2 （体积分数）/10-6 1一CO （体积分数）/10-6 10.05烃（C1-C3 ）（体积分数）/10-6 10.05H2O （体积分数）/10-6 30.2H2体积分数）/10-6 一0.1CO2体积分数）/10-6 10-2 （体积分数）的金属及其他元素技术指标金属及其他兀素含量，10-6 （质量分数）气相液相锑（Sb）V0.0010.001镉（Cd）V0.0010.001钙（Ca）V0.0010.001铬（Cr）V0.0050.005钴（Co）V0.0010.001铜（Cu）V0.0010.001镓（Ga）V0.0010.001碲（Te）V0.0010.001铅（Pb）V0.

12、0010.001锂（Li）V0.0010.001镁（Mg）V0.0050.005锰（Mn）V0.0010.001钼（Mo）V0.0050.005镍（Ni）V0.0010.001钾（K）V0.0050.005硅（Si）V0.010.01钠（Na）V0.0050.005锡（Sn）V0.0010.001锌（Zn）V0.0010.001铁（Fe）V0.010.01表7用户技术要求1序 号客户 类型指标要求（体积分数）NH(%) H2(10-6)-602(10 )-6Ar(10 )-6N2(10 )-6CH4(10 )-6GG(10 )非甲烷烃-6CO(10 )-6CO(10 )-6HkO(10 )总杂

13、质-6(10 )1LED99.99999w 0.01w 0.01w 0.01w 0.01w 0.01w 0.01w 0.052LED99.99999V 0.01v 0.01v 0.01v 0.01v 0.01v 0.01v 0.05w 0.13LED99.99999v 0.03v 0.03v 0.03v 0.03v 0.03v 0.03v 0.03v 0.03w 0.14LED99.99999v 0.01v 0.01v 0.01v 0.01v 0.01v 0.01v 0.0255LED面板99.99999v 0.03v 0.03v 0.05v 0.03v 0.03v 0.03v 0.03v 0

14、.05w 0.16LED半导 体99.99999v 0.05v 0.02v 0.02v 0.01v 0.01v 0.05v 0.057平板 显示99.99999v 0.05v 0.02v 0.02v 0.01v 0.01v 0.05v 0.058平板 显示99.99994v 0.05v 0.05v 0.1v 0.05v 0.02v 0.1v 0.29平板 显示99.9999v 0.1v 0.5v 0.1v 0.1v 0.2v 0.210平板 显示99.999 0.5 1 1 1 0.5 0.5 0.5 1 411半导 体99.9999V 0.2V 0.2V 1V 0.1V 0.1V 0.1V

15、0.5-12光伏/面板99.9995V 1V 1V 1V 1V 3 513光伏99.9995v 0.5V 1V 1V 0.5V 0.5V 114光伏99.9995V 1V 1V 1V 1V 1V 1V 315光伏99.9999V 0.1V 0.5V 0.1V 0.1V 0.2V 0.216光伏99.99994V 0.1V 0.1-V 0.05V 0.05V 0.1V 0.2 0.699.9999v 0.2V 0.2V 1V 0.1V 0.1V 0.1V 0.5-99.9995-V 1V 1V 1V 1-V 3-17光伏99.99994V 0.1V 0.1V 1V 0.05V 0.05V 0.1

16、V 0.299.99994V 0.1V 0.1无V 0.05V 0.05V 0.1V 0.299.99999V 0.01V 0.10.01 99.9995 99.9999 99.99999氢（H2）含量（体积分数）/I0 -6V 0.5V 0.2V 0.01（氧+氩）（Q+Ar ）含量（体积分数）/l0 -6V 1V 0.1V 0.01氮（N2 ）含量（体积分数）/I0 -6V 1V 0.5V 0.01一氧化碳（CQ含量（体积分数）/I0 -6V 1V 0.1V 0.01二氧化碳（CQ）含量（体积分数）/I0 -6 V 1V 0.1V 0.01甲烷（CH）含量（体积分数）/I0 -6V 0.5

17、V 0.1V 0.01其他碳氢化合物含量（体积分数） /I0 -6V 0.1V 0.01水（H2O）含量（体积分数）/I0 -62V 0.2V 0.05总杂质含量（体积分数）/I0 -6 5 1 0.1表10征求意见稿金属元素及其他元素技术要求项目名称指标锑（Sb）含量/ （呃/L ）v 0.001钙（Ca）含量/ （呃/L ）v 0.005镓（Ga）含量/ （呃/L ）v 0.001铅（Pb） / （/L ） v 0.001锰（Mn含量/ （呃/L ）v 0.001钾（K含量/ （呃/L ）v 0.001锡（Sn） / （/L ）v 0.001镉（Cd）含量/ （呃/L ）v 0.001钴（

18、Co）含量/ （呃/L ）v 0.001锗（Ge） / （/L ）v 0.001砷（As）含量/ （呃/L）v 0.001磷（P）含量/ （呃/L ）v 0.005锂（Li ） / （/L ）v 0.001钼（MO含量/ （呃/L ）v 0.001硅（Si） / （/L ）v 0.01锌（Zn）含量/ （呃/L ）v 0.005铬（Cr）含量/ （呃/L ）v 0.001铜（Cu）含量/ （呃/L）v 0.005铁（Fe）含量/ （呃/L ）v 0.005镁（Mg / （/L ）v 0.001镍（Ni）含量/ （呃/L ）v 0.001钠（Na）含量/ （呃/L ）v 0.0052.5检验规则

19、2009版未单列检验规则，讨论稿也未单列。根据上海会议的要求，将讨论稿中“ 4.1抽样、判定和复验”、“4.3取样及尾气处理”的内容合并，并单列一章为“检验规则”。 2.5.1抽样、判定和复检2009版规定的是所有指标逐一检验，目前的现状是金属元素稳定，可以不需要逐一 检验，因此根据上海会议要求，征求意见稿中将金属元素含量的测定修改为每个月定期 检测一次，其他指标还是逐一检验。由于未涉及复检的内容，因此本次修订删除了复检。2.5.2采样与2009版相同，采样的安全符合GB/T 3723的相关规定 2.5.3尾气处理与2009版相同，标准中对尾气处理提出了原则性要求：测定氨中的杂质含量时，应 有氨尾气处理措施，以防止氨对环境的污染。2.6关于试验方法2.6.1纯度计算氨的纯度采用差减法计算，2009版直接将所有杂质含量减去得到纯度。为了与技术 要求相对应，征求意见稿规定先计算总杂质含量，然后减去总杂质含量计算纯度。2.6.2氢、氧+氩、氮、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、其他碳氢化合物含量的测定2009版规定氢、氧+氩、氮、一氧化碳、二氧化碳、烃（C1-C3）的测定采用的是氦 离子化气相色谱法，由于当时 GB/T28726气体分析氦离子化气相色谱法还未发布实施，因此在附录中规定了该方法的要求。由